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哺乳動物是如何崛起的?6500萬年前恐龍的滅絕真的至關重要嗎?

作者:怪羅科普
哺乳動物是如何崛起的?6500萬年前恐龍的滅絕真的至關重要嗎?

從海洋中像魚類一樣生存的鲸魚,到天空中像鳥兒一樣飛翔的蝙蝠,再到地下像螞蟻一樣以一個女王為中心的裸鼹鼠,再到把目光投向地球以外的栖息地的人類。

這些無論從長相和體型,還是生活習性上都有很大不同的動物都被稱為哺乳動物,人類和鲸魚、蝙蝠、裸鼹鼠在基因層面的差距比我們想象的要小很多,因為所有哺乳動物都有血緣關系。

哺乳動物是如何崛起的?6500萬年前恐龍的滅絕真的至關重要嗎?

圖:藍鲸

現在的哺乳動物分布全球,在地球上有着絕對的統治地位,但是和任何時代的“統治者”一樣,哺乳動物現在的成就也不是一蹴而就的。

那麼,哺乳動物是如何一步步奪取地球的“統治權”的呢?

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圖:摩爾根獸

盤古大陸的分離

目前已知最古老的、可能算是哺乳動物的化石是摩爾根獸,它們的體型很小——比鼩鼱還小一點,生活在大約2.1億年前或者更久遠。

摩爾根獸被歸類為摩根齒綱動物,它隻是當時已經出現的幾種不同哺乳動物譜系中的一種,包括我們人類在内,今天的所有哺乳動物都是當時幸存下來的其中一個譜系的後代。

在20世紀60年代後期,有證據表明地球的陸地曾經是聚集在一起的巨大大陸——被稱為盤古大陸。

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盤古大陸,圖源:Fama Clamosa

大約 2.25 億年前,盤古大陸開始分裂為北部大陸——被稱為勞亞大陸,以及南部大陸——被稱為岡瓦納大陸。

雖然哺乳動物的祖先和其它動物一樣被分離開來獨立發展,但是許多研究人員認為幸存下來的是北部勞亞大陸的早期哺乳動物。

這些幸存者在接下去的日子裡,伴随着大陸之間的陸橋斷斷續續地向南遷徙,直到今天的澳洲和南極洲都所有分布。

不過,在哺乳動物祖先開啟征途之前,它們在陸地上有一個史詩級别的競争對手,那就是恐龍。

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在摩爾根獸的年代,以及之後的1億多年裡,陸地上的恐龍有着絕對的優勢,在恐龍的壓制下,哺乳動物過得并不如意。

另外,當時的海洋也是充滿危機,巨型鲨魚和海洋爬行動物四處遊動,作為陸地進化的哺乳動物也絕無下海的機會。

是以,當時的哺乳動物的體型基本沒有超過貓的大小,大部分也隻是植食性為主。

然而衆所周知,在大約6500萬年前,一顆小行星撞擊了地球,恐龍的時代就此落幕,而氣候變化讓小體型的動物更容易幸存下來。

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毫無疑問,哺乳動物是這顆小行星引發的變革的受益者,但是和很多人想的可能不一樣,哺乳動物并非在6500萬年之後才崛起的。

其實在那之前,哺乳動物現有的優勢特征就已經被進化出來,而且現有哺乳綱28個目中至少有18個目在恐龍滅絕前就已經出現了。

是以,應該說小行星隻是幫助哺乳動物清除了障礙,讓它們更快地接管地球,而不是主要原因。

如果我們要讨論哺乳動物如何崛起的,那隻能從哺乳動物現有的優勢特征何時、以及如何出現的入手。

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恒溫的身體和骨骼的改變!

在恐龍出現的年代裡,動物們已經開始嘗試以恒定的溫度生存了,恐龍的體溫很可能和現在的鳥類相似,而不是像其它爬行動物那樣冷血。

恒定的體溫對于動物而言會有一些劣勢,比如它們需要更多的食物來保持體溫,但是對于陸地動物而言,優勢顯然更加明顯,它們的生存可以不被環境限制。

在陸地進化的哺乳動物最早的祖先明顯繼承了這一優勢,這個是它們将來崛起的基礎因素,甚至可以說有了恒定的體溫,哺乳動物在陸地生存已經算是有保障了。

在接下來的億萬年裡,哺乳動物在巨型爬行動物的壓力下,它們頭部的骨骼發生了變化。

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摩爾根獸的頭骨和颌骨,圖源:Hemiauch

摩爾根獸最重要的特征就是一塊小小的下颚骨,這是現代哺乳動物的形态,并與爬行動物分離開來。

爬行動物的下颚是由幾塊骨頭組成的,而哺乳動物的是融合在一起的,這導緻哺乳動物的下颚骨的其它部分可以向後遷移,并成為中耳的小骨頭——耳骨,進而讓哺乳動物擁有更好的聽力。

同時,伴随摩爾根獸下颚骨改變的還有牙齒,這是哺乳動物改進的另一項重大創新。

摩爾根獸的上磨牙和下磨牙互相連接配接,這讓它們能夠把食物切成碎片,讓食物釋放更多的卡路裡和營養,這是爬行動物所做不到的。

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其實,無論是耳骨還是牙齒,這些特征的進化大機率都是因為當時哺乳動物生存不易,更好的聽力很可能是為了躲避強大的爬行動物,而更高的食物使用率可能是因為它們得到的食物非常有限。

然而,颚骨的融合和耳骨的分離,最重要的作用并不是讓牙齒和聽力更好,它的關鍵所在是讓哺乳動物的頭骨可以向兩側和後方擴充,進而使哺乳動物能夠發育出更大的大腦,讓我們變得更加聰明。

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優秀的母親:胎盤出現!

相較于其它動物,哺乳動物絕對是最優秀的母親,所有雌性哺乳動物都對後代十分負責。

它們不會随意産下幼崽,而是讓幼崽在子宮中發育很長時間,讓幼崽從出生那一刻開始就可以更好地面對危機。

即便幼崽出生後,它們也不會不管不顧,而是會哺乳很長一段時間,直到幼崽足夠強壯。

為了讓基因延續,動物有兩種選擇:它們要麼重點抓後代的出生率,要麼重點抓存活率。

哺乳動物最早的譜系中可能有多種選擇,也很難判定哪種選擇更優秀,但是現在保留下來的隻有一種選擇——那就是盡量保證後代的存活率。

為了儲存活率,哺乳動物做了巨大的改變,這些改變目的很多時候是把幼崽盡可能地留在自己身邊照顧。

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圖:鴨嘴獸有古老的乳腺,但沒有RT

第一個改變就是乳腺的出現。科學家認為乳腺起源于毛發根部的汗腺,汗腺和乳腺都産生水、鹽和蛋白質,所有這些都是新生兒生存所必需的,很容易被開發利用。

雖然,有了乳腺可以很好地照顧幼崽,但是哺乳動物最關鍵的大招還不是乳腺,而是胎盤,

除了哺乳動物外,沒有一種動物能夠将胚胎長時間地儲存在體内,這是因為胚胎對于母體來說是異物——畢竟它的一半基因來自父親,會受到免疫系統攻擊。

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古老的胎盤化石,圖源:Franzen/Sencke

但是胎盤可以将發育中的胎兒與母親的免疫系統隔離開來,進而更好地利用母體的營養。

其實并不是所有哺乳動物都有胎盤,袋鼠那些有袋類動物就是沒有胎盤的,他們隻能讓胎兒更早出生,然後放進育兒袋中。

這帶來一個至關重要的限制,因為有袋動物為了能夠爬進袋子裡,會很早就發育出前肢。

哺乳動物是如何崛起的?6500萬年前恐龍的滅絕真的至關重要嗎?

圖源:Frankfurt Zoo

我們可以想象一下,如果所有動物都需要最先發育出發達的前肢,那麼它們會是什麼樣子呢?

答案很簡單,它們将永遠也得不到飛上天空的翅膀,以及在水裡遊動的鳍狀肢,以及其它所有靈活的特化前肢。

是以,胎盤的出現就已經意味着将來哺乳将面向更多,更複雜的栖息地。

2002年,中國遼甯發現了最古老的胎盤動物的化石,并将其命名為始祖獸,從命名上就不難發現,它是胎盤哺乳動物——準确地說是真獸下綱已知最早的祖先。

哺乳動物是如何崛起的?6500萬年前恐龍的滅絕真的至關重要嗎?

圖:始祖獸化石

始祖獸的化石最少可以追溯到1.25億年前,如果說更聰明的大腦是在2.1億年前就已經注定了,那麼更加多樣化的可能在1.25億年前就已經呈現了。

如果恐龍真的不滅絕的話,或許随着時間的推移,更加“先進”的哺乳動物一樣可以取而代之。

隻是恐龍的滅絕确實加速了哺乳動物的崛起,在恐龍滅絕之後短短的27萬年時間内,哺乳動物就迅速發展,占領全球完全不同的栖息地,它們中的一些物種體型也變得越來越巨大。

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圖:中華曙猿

最後

上世紀末,中國的古人類學家們在溧陽縣(現在更新為縣級市)上黃鎮發現了一系列古老的哺乳動物化石——包括4種高等靈長類動物,并把其中一種命名為中華曙猿。

所謂曙猿,是因為古生物學家認為它是類人猿黎明前的曙光,其化石時間可以追溯到4500萬年前,比已知任何類人猿的化石都古老。

這些擁有靈活的四肢,以及發達的大腦的類人猿在未來開啟了哺乳動物的全新篇章。

本文核心内容主要來自《國家地理》雜志:The Rise of Mammals. Rick Gore

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